一種混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)字圖像識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著民航運(yùn)輸業(yè)的繁榮發(fā)展，機(jī)場跑道上飛機(jī)起降變得日益密集，因此跑道著陸區(qū)路面上附著的黑色膠印也日益增厚，這些黑色膠印不僅會(huì)降低飛機(jī)輪胎與跑道之間的摩擦系數(shù)，而且會(huì)影響飛機(jī)起降安全。當(dāng)前，國內(nèi)外的跑道膠印清洗設(shè)備主要包括高壓清洗機(jī)、地面銑刨機(jī)、移動(dòng)式拋丸機(jī)等。然而，相對(duì)于大面積的飛機(jī)跑道，這類設(shè)備仍然效率低下，為了盡快完成跑道的除膠工作，同時(shí)也不影響航班的正常起降，除膠工作人員通常需要在夜間機(jī)場關(guān)閉以后，先通過肉眼在跑道路面上找到膠印，再利用這些操作除膠設(shè)備采用高壓水沖洗、機(jī)械刷打磨、化學(xué)藥劑清洗等方法清除膠印。
[0003]由于上述的除膠方式受人力限制比較嚴(yán)重，不僅影響了飛機(jī)跑道除膠工作的效率，也與當(dāng)前特種設(shè)備大型化、高效化的發(fā)展方向不符，因此國內(nèi)外開始研發(fā)大型的車載移動(dòng)式跑道除膠車，然而這類大型除膠車不僅價(jià)格昂貴，而且需要駕駛員進(jìn)行現(xiàn)場操作，這些操作包括控制除膠車的行駛方向、確定跑道路面上的膠印位置、操作除膠車的除膠機(jī)構(gòu)工作等，這類設(shè)備仍舊需要操作人員在現(xiàn)場進(jìn)行工作的監(jiān)控，特別是冬季寒冷的晚上，將給現(xiàn)場操作人員帶來一定的不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高自動(dòng)化程度和工作高效、并降低對(duì)人工依賴性的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟:
[0006]I)利用攝像頭對(duì)機(jī)場道面進(jìn)行拍攝以獲得圖像；
[0007]2)將上述拍攝的圖像分割成三個(gè)區(qū)域:左無效區(qū)域、右無效區(qū)域和膠印識(shí)別區(qū)域，其中膠印識(shí)別區(qū)域?yàn)橄碌着c圖像底邊寬度相同，上底與圖像頂邊重合的等腰梯形，該區(qū)域與車載式除膠設(shè)備即將清除的區(qū)域?qū)?yīng)；左無效區(qū)域和右無效區(qū)域?yàn)閳D像中扣除膠印識(shí)別區(qū)域后余下的兩個(gè)直角三角形；
[0008]3)對(duì)上述膠印識(shí)別區(qū)域的圖像中各像素點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度化后再二值化處理；
[0009]4)對(duì)上述二值化后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行中值濾波，以消除孤立的噪聲點(diǎn)；
[0010]5)從上述去噪后的二值化圖像數(shù)據(jù)中統(tǒng)計(jì)出像素值為O和255的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)nl和n2 ；
[0011]6)將像素值為O的像素點(diǎn)視為膠印對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，則像素值為O的像素點(diǎn)占像素值為O和255的總像素點(diǎn)的比值q = nl/(nl+n2)就等于當(dāng)前膠印識(shí)別區(qū)域202內(nèi)膠印所占的面積比，輸出該比值q。
[0012]所述的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法還包括將上述膠印的比值q與設(shè)定閾值Q進(jìn)行比較，如果該比值q超過設(shè)定閾值Q，則認(rèn)為該膠印識(shí)別區(qū)域202內(nèi)的膠印需要被清除的步驟。
[0013]在步驟I)中，所述的攝像頭安裝于車載式除膠設(shè)備前端的中間位置，并且攝像頭的安裝高度調(diào)整至其拍攝的圖像中底邊的寬度與車載式除膠設(shè)備的實(shí)際工作寬度一致。
[0014]在步驟3)中，所述的對(duì)上述膠印識(shí)別區(qū)域202的圖像中各像素點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度化后再二值化處理的具體過程為:對(duì)每一點(diǎn)的RGB顏色數(shù)據(jù)根據(jù)Gray = 0.11B+0.59G+0.3R進(jìn)行灰度化，灰度化完成后的圖像數(shù)據(jù)均在O?255之間，根據(jù)眾多這類灰度化后的跑道路面圖片的數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)分別統(tǒng)計(jì)出路面上有膠印位置和沒有膠印位置上對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值Grayl和Gray2，接著以Grayl和Gray2的平均值為圖像二值化的閾值對(duì)圖像進(jìn)行二值化。
[0015]在步驟4)中，所述的中值濾波方法為:在二值化后的圖像中，取一點(diǎn)的nXn相鄰區(qū)域?yàn)椴蓸哟翱?，?duì)該窗口內(nèi)奇數(shù)個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，該奇數(shù)為不大于η X η且最接近η X η的整數(shù)，分別統(tǒng)計(jì)出像素值為O和255的個(gè)數(shù)kl和k2，將kl，k2較大者對(duì)應(yīng)的像素值賦值給該點(diǎn)的像素值；依此算法對(duì)整幅圖像進(jìn)行濾波。
[0016]本發(fā)明提供的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法可以較為準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)混凝土材質(zhì)跑道路面上橡膠印的自動(dòng)識(shí)別，為自動(dòng)除膠車的膠印識(shí)別裝置提供了一種可行的參考方法。利用以上膠印識(shí)別方法，將能實(shí)現(xiàn)飛機(jī)跑道除膠設(shè)備對(duì)橡膠膠印的自動(dòng)查找過程，從而不再需要人工現(xiàn)場查找膠印，在車載式除膠設(shè)備裝有自主導(dǎo)航設(shè)備的條件下，其將不再需要駕馭室這一結(jié)構(gòu)。這樣不受駕駛員工作時(shí)間、安全、舒適等因素限制的車載式除膠設(shè)備將會(huì)解決該類設(shè)備價(jià)格昂貴、效率受限的問題。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明提供的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法流程圖；
[0018]圖2是本發(fā)明提供的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法中分割圖像區(qū)域示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明提供的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟:
[0021]I)利用攝像頭對(duì)機(jī)場道面進(jìn)行拍攝以獲得圖像；
[0022]將攝像頭安裝于車載式除膠設(shè)備前端的中間位置，并且調(diào)整攝像頭的安裝高度，以使該攝像頭拍攝的圖像中底邊的寬度與車載式除膠設(shè)備的實(shí)際工作寬度一致；
[0023]2)將上述拍攝的圖像分割成如圖2所示的三個(gè)區(qū)域:左無效區(qū)域201、右無效區(qū)域203和膠印識(shí)別區(qū)域202，其中膠印識(shí)別區(qū)域202為下底與圖像底邊寬度相同，上底與圖像頂邊重合的等腰梯形，該區(qū)域與車載式除膠設(shè)備即將清除的區(qū)域?qū)?yīng)；左無效區(qū)域201和右無效區(qū)域203為圖像中扣除膠印識(shí)別區(qū)域202后余下的兩個(gè)直角三角形，這兩個(gè)區(qū)域是除膠設(shè)備無需清除的區(qū)域，后面的步驟將不對(duì)這兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)數(shù)據(jù)做任何處理；
[0024]3)對(duì)上述膠印識(shí)別區(qū)域202的圖像中各像素點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度化后再二值化處理；具體處理過程為，對(duì)每一點(diǎn)的RGB顏色數(shù)據(jù)根據(jù)Gray = 0.11B+0.59G+0.3R進(jìn)行灰度化，灰度化完成后的圖像數(shù)據(jù)均在O?255之間，根據(jù)眾多這類灰度化后的跑道路面圖片的數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)分別統(tǒng)計(jì)出路面上有膠印位置和沒有膠印位置上對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值Grayl和Gray2，接著以Grayl和Gray2的平均值為圖像二值化的閾值對(duì)圖像進(jìn)行二值化；
[0025]4)對(duì)上述二值化后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行中值濾波，以消除孤立的噪聲點(diǎn)；具體的中值濾波方法為，在二值化后的圖像中，取一點(diǎn)的η X η相鄰區(qū)域?yàn)椴蓸哟翱?，?duì)該窗口內(nèi)奇數(shù)個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，該奇數(shù)為不大于nXn且最接近nXn的整數(shù)，分別統(tǒng)計(jì)出像素值為O和255的個(gè)數(shù)kl和k2，將kl，k2較大者對(duì)應(yīng)的像素值賦值給該點(diǎn)的像素值；依此算法對(duì)整幅圖像進(jìn)行濾波；
[0026]5)從上述去噪后的二值化圖像數(shù)據(jù)中統(tǒng)計(jì)出像素值為O和255的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)nl和n2 ；
[0027]6)將像素值為O的像素點(diǎn)視為膠印對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，則像素值為O的像素點(diǎn)占像素值為O和255的總像素點(diǎn)的比值q = nl/(nl+n2)就等于當(dāng)前膠印識(shí)別區(qū)域202內(nèi)膠印所占的面積比，輸出該比值q。
[0028]所述的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法還包括將上述膠印的比值q與設(shè)定閾值Q進(jìn)行比較，如果該比值q超過設(shè)定閾值Q，則認(rèn)為該膠印識(shí)別區(qū)域202內(nèi)的膠印需要被清除的步驟。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法，其特征在于:其包括按順序進(jìn)行的下列步驟: 1)利用攝像頭對(duì)機(jī)場道面進(jìn)行拍攝以獲得圖像； 2)將上述拍攝的圖像分割成三個(gè)區(qū)域:左無效區(qū)域(201)、右無效區(qū)域(203)和膠印識(shí)別區(qū)域(202)，其中膠印識(shí)別區(qū)域(202)為下底與圖像底邊寬度相同，上底與圖像頂邊重合的等腰梯形，該區(qū)域與車載式除膠設(shè)備即將清除的區(qū)域?qū)?yīng)；左無效區(qū)域(201)和右無效區(qū)域(203)為圖像中扣除膠印識(shí)別區(qū)域(202)后余下的兩個(gè)直角三角形； 3)對(duì)上述膠印識(shí)別區(qū)域(202)的圖像中各像素點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度化后再二值化處理； 4)對(duì)上述二值化后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行中值濾波，以消除孤立的噪聲點(diǎn)； 5)從上述去噪后的二值化圖像數(shù)據(jù)中統(tǒng)計(jì)出像素值為O和255的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)nl和n2 ； 6)將像素值為O的像素點(diǎn)視為膠印對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，則像素值為O的像素點(diǎn)占像素值為O和255的總像素點(diǎn)的比值q = nl/(nl+n2)就等于當(dāng)前膠印識(shí)別區(qū)域202內(nèi)膠印所占的面積比，輸出該比值q。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法，其特征在于:所述的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法還包括將上述膠印的比值q與設(shè)定閾值Q進(jìn)行比較，如果該比值q超過設(shè)定閾值Q，則認(rèn)為該膠印識(shí)別區(qū)域202內(nèi)的膠印需要被清除的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法，其特征在于:在步驟I)中，所述的攝像頭安裝于車載式除膠設(shè)備前端的中間位置，并且攝像頭的安裝高度調(diào)整至其拍攝的圖像中底邊的寬度與車載式除膠設(shè)備的實(shí)際工作寬度一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法，其特征在于:在步驟3)中，所述的對(duì)上述膠印識(shí)別區(qū)域202的圖像中各像素點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度化后再二值化處理的具體過程為:對(duì)每一點(diǎn)的RGB顏色數(shù)據(jù)根據(jù)Gray = 0.11B+0.59G+0.3R進(jìn)行灰度化，灰度化完成后的圖像數(shù)據(jù)均在O?255之間，根據(jù)眾多這類灰度化后的跑道路面圖片的數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)分別統(tǒng)計(jì)出路面上有膠印位置和沒有膠印位置上對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值Grayl和Gray2，接著以Grayl和Gray2的平均值為圖像二值化的閾值對(duì)圖像進(jìn)行二值化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法，其特征在于:在步驟4)中，所述的中值濾波方法為:在二值化后的圖像中，取一點(diǎn)的nXn相鄰區(qū)域?yàn)椴蓸哟翱?，?duì)該窗口內(nèi)奇數(shù)個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，該奇數(shù)為不大于ηΧη且最接近ηΧη的整數(shù)，分別統(tǒng)計(jì)出像素值為O和255的個(gè)數(shù)kl和k2，將kl，k2較大者對(duì)應(yīng)的像素值賦值給該點(diǎn)的像素值；依此算法對(duì)整幅圖像進(jìn)行濾波。
【專利摘要】一種混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法。其包括對(duì)機(jī)場道面進(jìn)行拍攝以獲得圖像；將圖像分割成三區(qū)域；對(duì)圖像中各像素點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度化后再二值化處理；對(duì)二值化后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行中值濾波；從去噪后的二值化圖像數(shù)據(jù)中統(tǒng)計(jì)出像素值為0和255的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)n1和n2；將像素值為0的像素點(diǎn)視為膠印對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，則像素值為0的像素點(diǎn)占像素值為0和255的總像素點(diǎn)的比值q＝n1/(n1+n2)就等于當(dāng)前膠印識(shí)別區(qū)域202內(nèi)膠印所占的面積比，輸出該比值q等步驟。本發(fā)明提供的混凝土材質(zhì)飛機(jī)跑道路面的膠印識(shí)別方法可以較為準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)混凝土材質(zhì)跑道路面上橡膠印的自動(dòng)識(shí)別，為自動(dòng)除膠車的膠印識(shí)別裝置提供了一種可行的參考方法。
【IPC分類】G06T7-00
【公開號(hào)】CN104616314
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510096037
【發(fā)明人】劉曉琳, 郭雙, 袁昆
【申請(qǐng)人】中國民航大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年3月4日